全国化工大赛-陕鼓杯-中石化独山子高纯异丁烯制6万吨每年丁基橡胶 2.5万吨每年MMA项目6-1 附录一:物料平衡计算书.doc
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中石化独山子蓝天分公司
高纯异丁烯制6万吨/年丁基橡胶联产2.5万吨/年MMA项目
设计团队:三峡大学一枝丁香队团队成员:孙佳静蹇湘鄂王慧敏黄建建向源
设计团队:三峡大学一枝丁香队
团队成员:孙佳静蹇湘鄂王慧敏黄建建向源
指导老师:罗华军龚大春刘祈星范於菟
2018年7月
目录
TOC\o1-3\h\u283641.概述 1
293702.物料衡算原理 2
156523.物料衡算表 3
304603.1MTBE合成与精制工段 3
274233.1.1精馏塔(T0101) 3
89293.2MTBE裂解工段 4
50053.2.1反应器(R0201B) 4
154613.3异丁烯精制工段 6
187403.3.1水洗塔(T0301) 6
258393.3.2精馏塔(T0302) 7
6973.4异戊二烯合成工段 9
286983.4.1反应器(R0401) 9
180873.4.2精馏塔(T0402) 10
200003.4.3精馏塔(T0403) 11
83913.5MMA合成与精制工段 12
36633.5.1反应器(R0501) 13
294823.5.2水洗塔(T0501) 14
251983.5.3吸收塔(T0503) 15
21963.5.4反应器(R601) 16
46043.5.5萃取精馏塔(T0504) 17
151443.5.6相分离装置(V0504) 18
11953.6丁基橡胶合成工段 19
229133.6.1反应器(R0701) 19
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1.概述
本项目为中石化独山子蓝天分公司高纯异丁烯制6万吨/年丁基橡胶联产2.5万吨/年MMA项目。在已确定化学生产工艺和流程后,由定性阶段转向定量阶段,通过对整个生产系统、生产车间,以及部分重要的生产单元进行物料衡算,计算出产品的产量,原材料的消耗定额,以及产品收率等各项经济技术指标。从而定量地评述初步设计所选择的工艺路线、生产方法及工艺流程在经济上是否合理,技术上是否先进,为后阶段的设计提供数据。
设计过程中利用AspenPlus对全流程进行模拟,并在此基础上完成物料衡算、能量衡算。
2.物料衡算原理
物料衡算是以质量守恒定律为基础,对物料平衡进行的计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物料质量”。进行物料衡算时,先必须确定衡算的体系。对于已经达到稳定的体系,通常满足以下关系:
(进料量之和)-(出料量之和)=(系统累积量)
当系统中有化学反应时可表示为:
(进料量之和)-(出料量之和)+(反应消耗量)-(反应生成量)=(系统累积量)
利用以上两个关系,可以对整个工艺系统或子系统进行物料衡算。
物料衡算包括总质量衡算、组分衡算和元素衡算。各种衡算方法的适用情况如下表所示:
表2-1物料衡算适用范围
类别
物料衡算形式
无化学反应
有化学反应
总衡算式
总质量衡算式
适用
适用
总物质的量衡算式
适用
不适用
组分衡算式
组分质量衡算式
适用
不适用
组分物质的量衡算式
适用
不适用
元素原子衡算式
元素原子衡算式
适用
适用
元素原子物质的量衡算式
适用
适用
由于系统中存在化学反应,我们主要采用总质量衡算的衡算方法,同时列出每种物料组分的质量流量便于查找和计算。
3.物料衡算表
3.1MTBE合成与精制工段
图3-1工艺流程图
3.1.1精馏塔(T0101)
表3-1精馏塔T0101物料衡算
In
Out
Stream
3
C4-OUT
4
TemperatureC
50.0
-51.9
-2.2
Pressureatm
12
0.1
0.1
VaporFrac
0
0
0
LiquidFrac
1
1
1
MoleFlowkmol/hr
453.136
187.768
265.368
MassFlowkg/hr
33735.472
10714.472
23021
VolumeFlowcum/hr
53.161
16.123
31.380
EnthalpyGcal/hr
-22.961
-4.251
-19.989
MassFlowkg/hr
MTBE
22675.864
0
22675.864
C